Сколько километров от земли до марса


Расчет расстояния между планетами

Приобретением знаний о космосе человечество обязано способности определения расстояний в межпланетном пространстве. С древних времен людей интересовал вопрос об удаленности космических объектов, к примеру, от Земли до Марса. Но все хлопоты сводились лишь к простейшим измерениям с поверхности земли, которые имели погрешности. Но с приходом различных приборов и вспомогательных инструментов, возможности существенно расширились.

Так в 1838 году было совершено три точных измерения до звезд. Протяженность пути до звезды Лебедь 61 было измерено германским астрономом Фридрихом Вильгельмом Басселем. Василием Струве, русским ученым определена дистанция до Веги. Томасом Гандерсоном до альфа Центавра.

Кто впервые измерил расстояние до Марса


Протяженность пути от Земли до Марса, впервые было измерено Джованни Кассини. Он вел вычисления при помощи методики параллакса. Астроном, договорился со своим другом Жаном Рише о том, что они будут наблюдать из двух разных точек. Джованни поехал в Париж, а друга отправил во французскую Гвиану. Расчеты оказались впечатляющими для XVII века – Кассини удалось вычислить путь от марса до земли с погрешностью 7%.

Метод параллакс: измерение расстояния между планетами

Самым доступным расчетом длины пути между космическими телами, которым пользуются даже ученики в школах – это тригонометрический метод параллакса. Данный способ описывается в программе по геометрии. Суть состоит в следующих действиях:

Сколько километров от земли до марса

• На земле берутся две точки, между ними проводится отрезок, именуемый базисом.
• На небе определяется звезда, до какой необходимо узнать расстояние. Она является вершиной воображаемого треугольника.
• Следующим шагом станет измерение углов между отрезком, проведенным на поверхности земли и двумя прямыми линиями, идущими от точек и до небесного тела.
• Потому как протяженность отрезка и два угла треугольника известны, остальные расчеты не составят труда.

Для определения углов треугольника, необходимо осознавать, что его величина напрямую зависит от базиса. Дистанция до планеты слишком велика, и если взять относительно небольшую длину отрезка на поверхности земли, то угол будет слишком маленьким. По этой причине берутся максимально отдаленные точки.


Ранее, при расчетах, в качестве базиса выступал радиус планеты Земля. Таким образом в роли наблюдателей выступали два астронома, которые измеряли угол между базисом и верхней точкой треугольника. Более поздние измерения проводились на основе радиуса орбиты Земли (он был базисом). Данный прием дал возможность измерения расстояния до удаленных объектов.

Расстояние от Земли до Марса

Рассматривая звезды на ночном небосводе, планету Марс видно невооруженным глазом. Ее видно, как красного оттенка светящуюся звезду. Как часто Марс приближается к Земле? На максимально близком друг к другу расстоянии, планеты находятся раз в 2 года – 55,76 миллионов километров. Такое положение астрономы называют «оппозиция». Этот факт используется для отправки космических аппаратов к Марсу. Если рассматривать наиболее дальнее расстояние друг от друга, то оно будет равно – 402 млн. км. Среднее расстояние о Марса до Земли составляет 225 млн.км.

Расстояние до Марса

Оптимальное время запуска корабля к Марсу

Находясь в постоянном движении вокруг светила, планета Земля способна один раз за 26 месяцев обогнать Марс по космической скорости.


одной стороны, казалось бы, что никаких особенных расчетов строить не нужно, однако все не так просто. В такой ситуации если запуск произвести в период, когда планета находится при максимальном сближении с землей, ничего не выйдет. Во-первых, расстояние 55,76 млн. км от Земли, не такое уж и маленькое, хотя и является наименьшим, и ракете необходимо преодолеть межпланетный промежуток практически мгновенно. Во-вторых, космический корабль преодолевая прямой путь до Марса, затрачивает гораздо больше топливных ресурсов на полет.

Рассматривая вопрос с экономической точки, запуск лучше проводить по орбите, постепенно приближая космолет к планете. Гравитационное поле Солнца подхватывает летательный корабль и дает необходимый толчок в преодолении большого пути. Такой способ, использующий гравитационные особенности космических объектов, называют – гравитационным маневром или по-другому эффектом рогатки. В заранее просчитанный момент летательный аппарат сойдет с дорожки гравитационного поля и с легкостью перейдет на орбиту красной планеты.

Зная наименьшую дистанцию между планетами и скорость космического корабля (она равна 20 000 км/ч), можно предположить, что время в пути займет примерно 115 дней. Расчеты не могут быть точными, потому что планеты находятся в постоянном движении. Перед тем как запустить корабль в космос, проводятся расчеты — в какое время планета будет в нужной точке.

Общий промежуток времени, в период которого ракета достигнет Марса будет варьироваться от 150 до 300 дней (от 5 до 10 месяцев). Данные показатели зависят от скорости с которой был запущен космолет, в каком положении располагались планеты и весовая категория ракеты.


Расстояние от Марса до Солнца

Сравнивая марсианскую орбиту и нашу с Солнечной, приходишь к выводу, что Марс находится на более удаленной дистанции, чем Земля. Красная планета имеет траекторию полета не совершенной окружности. А именно форму эллипса. Наиболее удаленной точкой Марса от Солнца (афелий) будет 249 млн.км, тогда как самой близлежащей (перигелия) – 206 млн.км. Ученый НАСА также определили средним расстоянием от Марса до Солнца, будет 228 млн.км. Солнечный поток способен пройти данное расстояние за 12мин. 40 сек. Если провести сравнение с Землей, то это время будет равно – 8 мин.19 сек.

Измерять длину пути в километрах, конечно, удобней, но с точки зрения астрономии — не очень корректно. Для определения отдаления космических тел, учеными было введено понятие — астрономическая единица.

Важно! Расстояние от Земли до Солнца равно 150 млн.км или 1 а.е (астрономическая единица)
Производя замеры протяженности пути от Солнца до Марса в астрономических единицах:
• Средняя – 1.52 а.е
• Ближняя – 1.38 а.е
• Дальняя – 1.66 а.е

 

Сколько километров от земли до марса

Почему расстояние между Солнцем и Марсом не постоянно


Марс, как и любые другие планеты, входящие в Солнечную систему, имеет орбиту эллипсовидной формы. Такая особенность в астрономии называется – эксцентриситет. Существует много факторов, которые способствуют такому перемещению. К примеру, на Землю влияет Луна, взаимодействуя с ней, на нашей планете случаются приливы и отливы. Примерно такое же влияние другие планеты оказывают на Марс. За весь период существования, орбита красной звезды несколько раз подвергалась сжатию и растягиванию. Различные формы оказывают на скорость перемещения и на температурные показатели. К примеру, сближаясь с центром Солнечной системы — скорость передвижения наращивается, и понижается, если планета отдаляется. Также эти факторы воздействуют на смену сезонов.

Расстояние от Луны до Марса

Учитывая, что орбита космических тел имеет эллипсовидную форму, то расстояние между планетами варьируется. Так при максимальном сближении, протяженность пути будет равна 55.7 млн. км, тогда как на максимальном удалении Марса от Луны — 400 млн.км.

Источник: oplanetah.ru

Сколько лететь до Марса по времени

Сколько лететь до марса


По расчётам специалистов, работающих над миссией Mars One, время полёта составит около 210 дней или 7-8 месяцев.

Хотя на Красную планету ещё не ступала нога человека, беспилотных космических аппаратов и «марсоходов» здесь побывало уже немало. Сколько они летели от Земли до Марса по времени?

Чтобы лучше понять расстояние, сколько лететь до Марса от Земли по времени, нужно узнать кое-что о предыдущих миссиях на эту планету:

  1. Mariner-4. Первым к «Красной планете» в 1964 году приблизился Маринер-4 (Mariner-4, от англ. – Моряк) – автоматическая межпланетная станция программы НАСА. Путь в один конец составил 228 дней. Аппарат делал снимки Марса с расстояния от 16 800 км до 12 000 км до его поверхности – учёные следили, затаив дыхание. Ведь первоначально допускалось, что на Марсе может быть вода в жидком состоянии, а значит – растения и другие виды жизни. 21 снимок передал Маринер-4, и окончательно выяснилось, что «Красная планета» больше напоминает Луну, чем Землю. А из живых организмов здесь могут быть разве что мхи и лишайники.
  2. Mariner-6 (Маринер-6) отправился в путь в феврале 1969 года. На полёт ему понадобилось 155 дней. Расстояние до поверхности планеты на этот раз составило всего 3429 км. Помимо съёмок, на данный аппарат возлагалась важная задача – исследовать состав атмосферы и определить температуру поверхности Марса, исходя из показателей инфракрасного излучения.

  3. Mariner-7 (Маринер-7) был дублёром Маринера-6, его путешествие к Марсу длилось 128 дней. Он также изучал атмосферу и температуру планеты.
  4. В 1971 году к Марсу отправился Маринер-9 (Mariner-9). Он добрался до заданной точки за 168 дней. И стал первым спутником «Красной планеты». С помощью этого аппарата была составлена карта Марса. Работал он до октября 1972 года. пока у него не кончились запасы сжатого газа.
  5. Viking-1 (Викинг-1). Первый аппарат, предназначенный для посадки на Красную планету был запущен 19 июня 1976 года, добрался за 304 дня.
  6. Viking-2 (Викинг-2) стартовал 7 августа 1976 года и добирался до Марса 333 дня. Он также состоял из орбитальной станции и зонда. Основная задача, стоявшая перед аппаратами данной космической программы, была следующей: поиски жизни. Также тогда было сделано около 16 тыс. снимков Марса. На первых цветных фотографиях Марс подтвердил своё второе название. Планета представляла собой красную пустыню, и даже небо казалось розовым из-за пыли, которую поднимал ветер.

  7. В 1996 году за изучение планеты принялся Mars Global Surveyor (Марс Глобал Сервейор), долетевший до Марса за 308 дней. Это был также проект НАСА, и очень успешный. Аппарат вышел на круговую полярную орбиту Марса в 1999 году и занимался картографированием поверхности планеты. Работал до 2001 года.
  8. Mars Pathfinder (Марс Патфайндер), аппарат США, стартовавший 4 декабря 1996 года, 4 июля 1997 года совершил посадку на планету, Он изучал марсианские камни, температуру поверхности, ветер и делал снимки.
  9. Mars Express (Марс-экспресс) – станция Европейского космического агентства – отправилась в путь 25 декабря 2003 г и достигла цели за 201 день.
  10. Mars Reconnaissance Orbiter (Марсианский разведчик) полетел к Марсу в августе 2005 г, а в марте 2006-го вышел на его орбиту. Дорога заняла 210 дней. Одной из целей, стоящих перед «Разведчиком» было найти место, где могли бы высадиться люди.
  11. Maven (Мавен) – американский межпланетный зонд– был запущен в ноябре 2013 года и летел до Марса 307 дней. Основной его задачей было исследование атмосферы «Красной планеты».

Посмотрите очень увлекательное видео о попытках полета на Марс и современных проблем:

Как видно из приведённых данных, время в пути зависит от взаимного расположения небесных тел.

Технический уровень космических аппаратов мало влияет на скорость их передвижения, так как никакого технологического скачка в сфере производства двигателей не произошло.


Неудачные полеты

Помимо этих, достаточно успешных проектов, было ещё немало других, окончившихся неудачно. Например, технические неполадки, регулярно преследовали «Марсы», построенные в СССР. То происходила авария ракеты-носителя, то не срабатывала разгонная ступень, то была утеряна связь с аппаратом. А «Зонд-2», отправленный Советским Союзом к Марсу в 1964 году, вообще не попал в район планеты.

Впрочем, неудачи на этом поприще преследовали не только СССР. В 1971 году у «Маринера-8»(Mariner-8) США произошла авария ракеты-носителя, в 1998 году свой аппарат на орбиту Марса не удалось вывести японцам, в 2011 году была неудачная попытка запуска у Китая.

Всё это говорило о том, как трудно спланировать и выполнить такой полёт. И в сотни раз умножается ответственность, когда на борту летят люди.

Сколько лететь до Марса от Земли

Конечно, вы хотите сразу знать простой ответ и он есть (ниже), но чтобы понять сколько времени лететь до Марса от Земли, нужно понимать что есть разные маршруты.

Небесные тела находятся в постоянном движении, дистанции между ними могут изменяться.

  1. Самое большое расстояние, на которое могут «разбежаться» Земля и Марс – 401 млн км.
  2. В среднем Земля находится на 225 млн км от Марса.
  3. Наименьшее расстояние до Марса составляет 54,6 млн км.

Орбиты планет представляют собой круги, поэтому можно «срезать» путь и лететь по прямой траектории. Однако при полёте на ракете нужно учитывать солнечное притяжение. Для экономии топлива космические аппараты также будут двигаться на максимально возможном удалении от звезды.

Видео: Как и сколько лететь до Марса и каким способом

Наименьшее расстояние до Марса составляет 54,6 млн км. Это возможно в случае, если Земля будет находиться в точке афелий (так называется место максимального удаления от Солнца). И при этом Красная планета будет максимально приближена к звезде – это точка перигелий. Пока такое взаимное расположение указанных небесных тел еще не было зафиксировано.

В 2003 году телескоп Хаббл сделал снимок Марса, расстояние было всего 55 млн км.

Чтобы узнать, сколько лететь до Марса по времени, нужно учесть ряд факторов:

  • скорость движения планет;
  • скорость полёта аппарата;
  • расстояние от Солнца;
  • необходимость корректировки курса (например, для уклонения от столкновения с другими небесными телами);

Траектория полёта рассчитывается так, чтобы космический аппарат направлялся не прямо к планете, а к точке, которой она достигнет через определённый период времени. При этом следует учесть, что нужно будет преодолевать притяжение Солнца.

Сколько свет летит до Марса?

А сколько свет летит до Марса? Давайте подсчитаем. Скорость света составляет 299 тыс км/сек. То есть, в момент, когда расстояние между Марсом и нашей планетой наименьшее, свету понадобится всего около:

  • 3 минут, чтобы преодолеть путь от одной планеты до другой,
  • 13 минут – если расстояние среднее,
  • 22 минуты – если максимальное.

Самая быстрая ракета в истории космических полётов – Saturn V, которая разгонялась до 64 000 км/ч. Обычно аппараты развивают скорость около 20 000 км/ч.

Самая быстрая на сегодняшний день космическая автоматическая станция «New Horizons», запущенная в 2006 г, имеет скорость 16,26 км/сек. Она отправилась к Плутону. Если бы её целью был Марс, КАС достигла бы «Красной планеты» за:

  • 39 дней – при минимальном расстоянии;
  • 162 дня – при среднем отдалении Марса и Земли друг от друга;
  • 289 дней – при максимальном.

То есть, в лучшем случае, путешествие бы длилось немногим дольше месяца.

Перемещаться со скоростью света невозможно ни при каких условиях. Скорость движения любого объекта измеряется относительно какой-либо системы. Специальная теория относительности указывает, что перемещение объекта быстрее света будет выглядеть как возникновение следствия ранее причины. Такой парадокс никогда не наблюдался.

Проект Mars One

«На пыльных тропинках далёких планет останутся наши следы» – когда-то эта песня была настоящим гимном космонавтов СССР.

И, возможно, подобные отпечатки на тропинках Марса в недалёком будущем появятся. Уже разработан проект Mars One, согласно которому, на «Красную планету» отправятся земляне. Mars One финансируется частными инвесторами, а руководит проектом Бас Лансдорп.

План проекта предполагает несколько стадий:

  1. Отбор и подготовка экипажа. 24 добровольца пройдут курс психологического и технического обучения, которое позволит им выжить в ходе полёта на Марс. Проходит в данный момент.
  2. Запуск искусственных спутников Солнца для организации связи, отправка на Красную планету необходимых грузов (жилых модулей, систем жизнеобеспечения, складских и грузовых блоков, марсохода). Период реализации – до 2024 года.
  3. Марсоход начинает готовить базу, запускать системы обеспечения энергопитания и жизнеобеспечения. Завершится данный этап в 2025 году.
  4. На орбиту Земли выводится транзитный модуль, космический корабль MarsLander, ступени двигателей и другие части. Аппарат собирается в космосе. MarsLander занимает экипаж из 4-х человек, который непосредственно проводит полёт к Марсу. Произойдёт это в 2026 году.
  5. В 2027 году первый экипаж должен высадиться на Красную планету, занять базу и начать колонизировать планету.

В 2013 году начался отбор претендентов. Таковыми пожелали стать около 202 тыс. человек. Поразительный факт, учитывая то, что заранее известно что это билет в один конец: дорога будет тяжёлой, и жизнь на Марсе тоже окажется полной лишений. Тем не менее, тысячи людей готовы стать первопроходцами. Сперва было отобрано 1058 человек, в их числе 297 граждан США и 52 россиянина. После второго тура в команде осталось 705, а после третьего – 660 человек.

Сколько людям лететь до Марса по расчетам Mars One? Учёные ориентируются на то, что полёт от Земли до Марса займёт 7-8 месяцев.

Вне зависимости от того, сколько лететь до Марса от Земли, возврат по этому же маршруту невозможен. На сегодняшний день не существует экономически целесообразного решения, позволяющего доставить на Красную планету ресурсы для строительства стартовой площадки и необходимого количества топлива. У спонсоров миссии нет на это денег даже в теории.

Известный бизнесмен Илон Маск, который является главой корпорации SpaceX, в 2016 году представил программу по колонизации Марса. Для её реализации необходимо серьёзное удешевление полётов, постройка новой тяжёлой ракеты, создание космического корабля для перевозки 200 человек и другие инновации. Всё это требует серьёзного капитала и труда сотен образованных людей.

В компании SpaceX в 2016 году над всем проектом работали всего 50 человек.

Сам Илон Маск подчёркивает, что колонизация не может произойти без терраформирования планеты. Условия жизни на Марсе должны быть похожими на те, что имеются на Земле. Этот процесс займёт несколько сотен лет. И пока не изобретены технологии, при помощи которых можно изменить силу притяжения планеты, газовый состав атмосферы и т.д.

Скептики относятся к этому проекту, мягко сказать, с недоверием. Времени до 2025 года осталось немного, финансовые вливания требуется громадные, счёт идёт на миллиарды. И пока такую сумму никто не готов предоставить. Можно вспомнить печально известный проект «Созвездие». Его поручил разработать НАСА ещё в 2004 году президент США Джордж Буш. Согласно проекту, корабль доставил бы землян на Луну в 2010 году, в 2024 появилась бы первая лунная база, и оттуда в 2037 году стартовала бы экспедиция к Марсу.

  • Но состояние бюджета Соединённых Штатов обусловило даже не замораживание, а полный отказ от этой программы.

К тому же, при современном развитии науки, риск для экипажа подобного корабля остаётся чрезмерно большим.

Сколько топлива нужно для полета на Марс

Но, допустим, полёт все же состоялся. Уже ясно, что каналов, дворцов и золотоглазых марсиан, как в рассказах Рэя Брэдери, добровольцы-астронавты на «Красной планете» не встретят.

Ракета на МарсТак сколько же потребуется топлива космическому кораблю при его, достаточно продолжительном, полёте?

Интересен для решения этого вопроса проект Роберта Зубина. Главным источником энергии космического корабля будущего он видит ядерный реактор. При этом корабль повезёт с Земли 6 т. водорода. В дальнейшем будет использован диоксид углерода, тот, что входит в состав марсианской атмосферы. С помощью реактора данные компоненты будут преобразованы в метан и воду. Воду, с помощью электричества, станут разлагать на кислород и водород, а водород будут использовать для производства метана. Полученное топливо – предполагается, что количество его превысит 100 т – обеспечит возвращение астронавтов на Землю. Всё это позволит сделать полёт относительно краткосрочным – около 18 месяцев.

Потому что нельзя запустить космический аппарат по кратчайшей прямой: с Земли на Марс. Планеты непрерывно движутся по своим орбитам, и если бы такой корабль подлетел к заданной точке, Марса там бы уже не оказалось. То есть, траекторию полёта нужно строить «на опережение» планеты, являющейся конечной целью пути. Кроме того, чтобы вернуться, корабль должен нести на себе огромное количество топлива.

Сколько лететь человеку до Марса и обратно

Эта задача стоит перед организаторами полёта. Чем быстрее будет двигаться корабль, тем меньше нужно будет топлива, снизится нагрузка на экипаж –люди получат меньше радиации. И, конечно, меньше потребуется кислорода, воды и пищи для астронавтов.

Чтобы полёт состоялся, скорость космического корабля должна быть не менее 18 км/сек.

При этом, обратный перелёт займёт примерно 9 месяцев, и 17 месяцев корабль будет находиться на орбите Марса. Ведь обратно нужно лететь во время «противостояния», когда Марс и Земля сблизятся. Срок ожидания может занять до 500 дней.

Поэтому учёные называют такую цифру: на полёт «туда и обратно» понадобится не менее 33 месяцев.

Если учесть, что сейчас люди работают на орбитальных станциях около полугода – и то это дорого обходится их здоровью – человечество должно сделать серьёзный шаг вперед, дабы начать освоение Марса.

Чтобы сократить время в пути, рассматриваются идеи ядерных реакторов (7 месяцев полёта), магнето-плазматических ракет (5 месяцев), а также ракет на антиматерии – максимально плотном топливе (всего 45 дней).

Марс по своим характеристикам очень похож на Землю. Сегодня существует реальная возможность долететь до этой планеты. Уже реализуется проект по колонизации. Если человечество начнёт осваивать другие миры, то Марс будет первым из них.

Таким образом, приближается время, когда люди действительно отправятся на Марс.

Будет ли это «дорогой в один конец», что позволит значительно сэкономить средства на полёт, или астронавты вернутся на родную планету – покажет время.

В целом же, минимальное время экспедиции при сегодняшнем уровне развития науки составит 7-8 месяцев.

Источник: equity.today

Сложности вычислений расстояния от Земли

Отдаленность Земли от других объектов в космосе измеряется:

  • в астрономических единицах;
  • в световых годах;
  • в парсеках.

Астрономическая единица (а.е.) — это среднее расстояние между 3 планетой Солнечной системы и Солнцем. Это значение равно 149,6 млн км и применяется оно только для измерения расстояний в пределах Солнечной системы.

Световой год рассчитывается как расстояние, которое преодолевает свет за 1 год (9,460 трлн километров), а парсек составляет 3,26 световых лет. Обе астрономические единицы измерения применяются для расчетов в масштабах Вселенной.

Для вычисления расстояния между Марсом и Землей определяют, где располагаются оба небесных тела.

Но есть несколько факторов, осложняющих эти вычисления:

  1. Небесные тела движутся по орбитам, имеющим не круглую, а эллиптическую форму.
  2. Скорость Марса меньше скорости Земли.
  3. Солнце не является центром орбит.

Это значит, что в разных точках небесные тела будут удалены друг от друга на различные дистанции, т. е. удаленность Земли от Красной планеты не относится к постоянным величинам.

Метод параллакс для измерения расстояния до Марса

Важный способ вычисления космических расстояний — применение метода параллакса, который заключается в следующем:

  1. На Земле берется 2 точки (желательно, чтобы они находились как можно дальше друг от друга). Отрезок, который их соединяет, называется базисом.
  2. Звезда, планета или другое небесное тело, расстояние до которого вычисляют, является 3 точкой, образуя вершину абстрактного треугольника.
  3. Далее вычисляется значение угла с вершиной в 3 точке, т. е. противолежащего базису угла, который называется горизонтальным параллаксом.
  4. Затем при помощи тригонометрических формул делаются расчеты, позволяющие установить расстояние до астрономических объектов.

Впервые такой способ был применен в XVII в. Джованни Доменико Кассини.

Орбита Марса и удаленность в разных точках

Т. к. однозначно вычислить точную дистанцию между Землей и Марсом нельзя, то в астрономии принято говорить о максимальном, минимальном и среднем значении.

Наименьшая удаленность 2 планет Солнечной системы друг от друга равняется 54,55 млн км. Сближение происходит тогда, когда Земля находится в самой дальней точке от Солнца, а Марс — в самой ближней точке к этой звезде. Однако за последние 50000 лет наиболее близко (на 56 млн км) Марс подходил к Земле в 2003 г.

Средняя дистанция между 2 астрономическими объектами составляет 225 млн км. Такое число получается путем вычислений между наибольшей и наименьшей отдаленностью Земли и Марса.

Максимальная дистанция между Землей и Марсом образуется тогда, когда оба небесных тела расположены по разные стороны от Солнца (значение составляет 401,3 млн км).

Расстояние от Марса до Солнца

4-ой по удаленности планетой Солнечной системы является Марс. Расстояние от него до Солнца не относится к постоянным величинам. Из-за своей орбиты в форме эллипса небесное тело то приближается, то отдаляется от Солнца, поэтому и дистанция между 2 космическими объектами постоянно изменяется.

Например, максимальное расстояние, равное 249 млн км, наблюдается, когда Марс расположен в афелии, т. е. в самой дальней точке от звезды. Если Марс находится в перигелии, в ближайшей точке к Солнцу, то расстояние между космическими объектами равно 206 млн км.

Сколько лететь до Марса от Земли

Сейчас Красная планета изучается с различных точек зрения в качестве:

  • возможного источника природных ресурсов и полезных ископаемых;
  • территории для переселения с Земли;
  • направления в туризме.

Для каждого пункта важно время полета человека до Марса. Продолжительность полета зависит от того, в каких точках находится каждая из планет. Наиболее коротким считается путь по прямой линии, когда небесные тела максимально приближены друг к другу: среднее время полета займет 39 суток и 5 часов.

Однако в реальности осуществить такой полет невозможно, т. к.:

  1. Марс и Земля постоянно движутся, перемещаясь по эллиптическим орбитам разного размера.
  2. Гравитационное притяжение Солнца оказывает влияние на небесные тела.

Поэтому ученые спроектировали 3 траектории полета до Красной планеты: параболическая, гомановская (эллиптическая) и гиперболическая.

Эллиптическая траектория считается простейшей траекторией, полет по которой требует минимальных топливных затрат. Такой маршрут впервые был предложен в 1925 г. Гомановская траектория имеет форму эллиптической орбиты, по которой летательный аппарат может переходить между 2 другими орбитами. Ориентировочное время в пути — 150-260 суток, в зависимости от начальной скорости летательного аппарата.

Для полета к Красной планете по параболической траектории начальная скорость космического корабля должна достигать 16,7 км/с, что равняется третьей космической скорости. В этом случае расчетное время полета составляет 70 суток. Маршрут строится по половинному отрезку параболы.

Гиперболическая траектория предполагает, что космический корабль сначала пролетит мимо Марса, а потом поменяет направление движения под влиянием гравитационного поля Красной планеты. Сложность выполнения такого маршрута заключается в том, что скорость летательного аппарата должна превышать 16,7 км/с.

В современных ракетах применяются химические двигатели, не способные развивать такие скорости. Для этого необходимы ионные двигатели, которые ученые активно разрабатывают. Общее время полета по гиперболической траектории варьируется от 1 до 1,5 месяцев.

Таким образом, выбор траектории полета на Марс зависит от нескольких факторов: тип двигателя космического корабля; необходимое (оптимальное) время полета; удаленность Марса от Земли.

За все время освоения космического пространства к Марсу было отправлено около 50 миссий автоматических зондов. Сейчас разрабатываются программы по пилотируемому полету на Красную планету.

Источник: o-kosmose.ru

Расстояние между Марсом и Землей постоянно меняется. Когда Земля между Солнцем и Красной планетой, оно составляет около 55 миллионов километров, а когда Солнце лежит между нами и Марсом — больше 350 миллионов километров. Именно это определяет, сколько лететь до Марса. Чтобы попасть к Красной планете, проще всего стартовать, дождавшись минимальной дистанции, которая бывает каждые 26 месяцев. Наименее энергозатратная гомановская траектория приведет нас туда за 9 месяцев. Нужный для нее дополнительный разгон с земной орбиты – 2,9 километра в секунду. Это лучший вариант для автоматов, и время их полета сейчас близко к гомановскому. Например, «Кьюриосити» летел туда с 26 ноября 2011 года до 6 августа 2012 года.

Что хорошо для автомата — человеку смерть. При полете «Кьюриосити» приборы зафиксировали ионизирующее излучение (радиацию), которое для человека дало бы 0,66 зиверта в год (0,5 зиверта за 9 «гомановских» месяцев). Норма для космонавтов — как раз 0,5 зиверта в год. Экономичная траектория не годится, ведь после «схваченных» 0,5 зиверта в космосе человеку придется получать еще 0,23 зиверта в год на поверхности Марса. Поэтому большинство проектов предлагают разные варианты гиперболической траектории, при которой время в пути полгода. Тогда путешествие туда даст лишь 0,33 зиверта, еще 0,23 – год на Марсе (ожидание «окна» для возврата), еще 0,33 — обратный путь. В сумме — около 0,45 зиверта в год — «то, что доктор прописал».

Пока проекты такого рода во всем мире не идут дальше деклараций о намерениях. Никто не испытывает ни двигатели, ни иные элементы ракет для таких полетов. Никто — кроме, конечно, одного игрока. SpaceX уже испытала на многоразовую работу кислород-метановый двигатель Raptor для Big Falcon Rocket (BFR), а также топливный бак для нее же. Траектория BFR — самая короткая из когда-либо предлагавшихся, близкая к прямой. Однако она требует, чтобы вторая ступень BFR — в нее интегрирован корабль на десятки астронавтов — после выхода на орбиту дополнительно разогналась на 6 километров в секунду. Энергия пропорциональна квадрату скорости. Поэтому затраты топлива в таком варианте в 4,3 раза больше, чем для пути к Марсу, как у «Кьюриосити». Зато и время в пути — около 115 суток.

Для чего землянам лететь на Красную планету? Есть ли жизнь на Марсе и если да, то откуда? Читайте в нашем большом материале: «Марс наш? Как «жители СССР» первыми высадились на Красную планету».

Вариант SpaceX может показаться слишком затратным, но на деле это не так. Для разгона с земной орбиты топливо для BFR подвезет корабль-заправщик. А вот если бы BFR выбрала более длинный путь в 180 дней, ей пришлось бы брать больше запасов еды и иметь больший объем кают. Человек, хотя и легче марсохода раз в десять («Кьюриосити» весил почти 900 килограмм), требует еды и свободного места для упражнений. Без них после высадки он не сможет двигаться по планете. Да и мясо трудно вырастить в корабельной теплице, поэтому и нужны припасы. Именно еда и вода — главные по массе грузы, доставляемые на МКС. И если топливо для быстрой траектории BFR можно взять с корабля-заправщика, то еду на отдельном грузовике к Марсу подвезти уже слишком дорого.

У схемы полетов SpaceX больше всего шансов на реализацию в 2020-х годах. Недавно вице-президент США объявил о том, что Штаты планируют высадиться на Луне и Марсе, опираясь именно на частную космонавтику. Кроме SpaceX никто из частников не испытывает технику для достижения столь далеких небесных тел.

Есть еще один, в теории самый быстрый вариант попадания на Марс. Он был предложен в СССР еще в 1960-х, а в России в полузамороженном режиме разрабатывается до сих пор. Это так называемый ядерный буксир. Атомный реактор мощностью до 15 мегаватт питал бы электроракетные двигатели, которые выбрасывают газ со скоростью до десятков километров в секунду – в десять раз быстрее, чем ракеты выбрасывают химическое топливо.

За счет этого полёт к Марсу шел бы не только по самой короткой траектории, но и быстрее, чем на любой ракете – всего за 45 дней. Однако есть нюанс — на разработку буксира нужно несколько миллиардов долларов, всего в несколько раз меньше, чем на Олимпиаду-2014. Финансирование отечественного космоса слишком мало, поэтому шансов на реализацию проекта пока нет.

Правительство США ядерный буксир не разрабатывает. Недавно появились данные, что SpaceX пытается приобрести ядерные материалы для сходных целей. Однако и тут успех сомнителен. Ресурсы небольшой частной компании слишком малы, чтобы осилить и BFR, и ядерный буксир. Если ракеты Илона Маска уже захватили мировой рынок коммерческих запусков, то в атомной области опыт компании пока равен нулю.

Обо всем важном и интересном в мире науки мы также рассказываем в наших каналах в Telegram и Яндекс.Дзен.

Источник: www.kp.ru

Зачем лететь на Марс?

Красная планета — самый очевидный объект исследования для ученых. Главные цели путешествия — поиск внеземной жизни, более глубокое изучение планеты и ее истории, подготовка дальнейшей колонизации и развитие необходимых технологий.

Есть ли или была ли где-то, кроме Земли, жизнь — один из главных вопросов человечества. Марс же является идеальным местом для начала поиска, так как он наиболее схож с Землей.

Изучение геологии Марса, находясь на его поверхности, поможет лучше понять историю планеты. Пока Земля росла и формировалась, Марс уже проходил через серьезные климатические изменения и катаклизмы. Поэтому поняв Марс, мы лучше поймем и Землю.

Строение Марса
Строение Марса

Путешествие на Красную планету даст необходимое понимание влияния космоса и межпланетных путешествий на человека. Это будет одним из важнейших шагов в истории человечества.

Сколько свет летит до Марса?

Поскольку планеты непрерывно вращаются вокруг Солнца, расстояние Марса до звезды и Земли постоянно меняется. Соответственно, и свет, отправленный из конкретной точки к планете в разное время, будет добираться разное количество времени.

Сначала разберемся, за сколько долетает свет, отправленный с Земли. Расстояние между планетами меняется в диапазоне от 55 до 400 млн км. На минимальной дистанции свет, имея скорость 299 792 км/с, доходит с Земли до Марса за 3 минуты, при максимальном – за 22 минуты.
Расстояние между Марсом и Солнцем составляет 227 990 000 км. Свет от звезды доходит до красной планеты примерно за 12 мин 40 с.

Сколько летели до Марса?

Несмотря на то, что на Марс не ступала нога человека, ученные давно заинтересовались планетой и с 1964 года стали отправлять различные устройства и аппараты для более детального изучения Красной планеты.

Первая миссия по изучению Марса была осуществлена в 1964 году, когда США отправили аппарат под названием Mariner-4 к орбите далекой планеты. Аппарат летел 228 дней. Он предоставил ученым 21 фотографию.

Mariner-6 был отправлен к Марсу в 1969 году. Полет к орбите Красной планеты длился 155 дней. В результате этой миссии ученые получили данные об атмосфере и температуре на поверхности.

Mariner-7 был отправлен в том же году, выступая как запасной вариант. Путь его занял 128 дней.

Mariner-9 был отправлен в 1971 году, добрался до Марса он за 168 дней. Этот аппарат стал первым искусственным спутником планеты, за свое недолгое существование (до октября 1972 года) он успел создать карту поверхности Марса.

Viking-1 стал первым аппаратом, чьей миссией была посадка на поверхность. Добирался он 304 дня.

Миссии на Марс
Миссии на Марс

Viking-2 добирался 333 дня и главной задачей было — поиск жизни. С помощью аппарата было сделано более 16 тысяч снимков. Фотографии были цветными, что дало абсолютно новый взгляд на Марс.

Mars Pathfinder, запущенный в 1996 году, достиг Красной планеты за 183 дня. Аппарат изучал местный грунт.

Mars Express — космическая станция Европейского космического агенства. Она находилась в пути 201 день.

Mars Reconnaissance Orbiter — первый разведчик, отправленный в 2005 году с целью найти место, где могли бы высадиться первые колонисты. Путь занял 210 дней.

Аппарат Maven, отправленный в 2013 году, занимался изучением атмосферы планеты и добирался до нее 307 дней.

Советскому Союзу не везло с изучением Марса, было много неудачных пусков и поломок в процессе полета. С Венерой получалось гораздо успешнее. Приведем данные: советский аппарат Марс-1 летел до Марса 230 дней.

Такая значительная разница в длительности полетов появляется из-за разного расположения двух планет. А техническое развитие не может серьезно повлиять на время пути — в большей части длительность зависит от сложных математических вычислений, заключающихся в анализе орбит двух небесных тел.

Сколько километров лететь до Марса от Земли?

  • Самое большое расстояние между Землей и Марсом планетами может быть 401 миллион км.
  • Среднее расстояние — около 225 миллионов км.
  • Самое близкое расстояние, на которое Марс может приблизиться к Земле, — 54,6 миллионов км.
Орбита Марса и Земли
Орбита Марса и Земли

Если брать идеальные условия и возможность разогнать космический корабль с людьми на борту со скоростью самого быстрого аппарата из когда-либо запущенных человечеством — “Новые Горизонты”, чья скорость достигала 58 тысяч км/ч, — то по прямой на путь потребуется всего 39 дней.

Сколько по времени лететь на Марс со скоростью самолета?

К примеру, если было бы возможно отправлять в межпланетные путешествия самолеты, то при средней скорости современных лайнеров в 1000 км/ч, путь до Марса занял бы более 22 тысяч дней.

Траектории полета

Стоит понимать, что Солнечная система обладает большим количеством гравитационных точек, поэтому запускать какие-либо объекты по прямой не представляется возможным. Необходимо максимально избегать притяжения Солнца, которое может запросто притянуть любой объект запущенный с Земли и уничтожить его. Поэтому были разработаны определенные траектории, по которым возможен полет до Красной планеты. Существует несколько основных путей, как добраться до Марса.

Траектории полета на Марс
Траектории полета на Марс

Гомановская траектория

Этот метод заключается в запуске объекта навстречу небесному телу. Такой способ был разработан немецким инженером Вальтером Гоманом, который предложил отправлять аппараты против движения планеты. Но у данной траектории есть один значительный минус —  требуется большое количество топлива для торможения.

Баллистический захват

Баллистический захват — это второй метод, который предлагает запуск аппаратов прямо по орбите Марса опять же навстречу движению, а торможение будет происходить за счет атмосферы. Такой метод требует больше времени для реализации.

Торможение атмосферой
Торможение атмосферой

Параболическая траектория

Параболическая траектория — самый сложный по техническим требованиям маршрут, но на его преодоление уйдет всего 80 дней. Такой метод потребует от космического корабля разогнаться до 16,7км/с, что равняется третьей космической скорости. Подобный маневр потребует в 4 раза больше топлива, чем первый метод, но из-за резкого сокращения времени путешествия сэкономить можно на питании и на средствах жизнеобеспечения экипажа.

Миссия туда-обратно

Перед организаторами первой миссии на Марс стоит сложнейшая проблема — не только отправить аппарат куда-то далеко, а вернуть его и обратно. Чем будет больше скорость корабля, тем меньше затрат потребуется. Минимальной для осуществления подобной операции скоростью считается отметка в 18 км/с.

Пилотируемый полет на Марс
Пилотируемый полет на Марс

Для перелета инженер Роберт Зубин предлагает использовать ядерные двигатели, которые потребуют от корабля взять с Земли 6 тонн водорода. А для пути назад — будет использован диоксид углерода, который несложно найти на Марсе. Воду можно будет расщеплять на кислород и водород, а последний преобразовывать в метан. Все эти процессы обеспечат астронавтов топливом для дороги домой.

При таких условиях путь будет длится примерно 9 месяцев, при этом 17 месяцев кораблю предстоит находиться на орбите Красной планеты, потому что необходимо снова поймать идеальное расположение двух небесных тел. Для сближения двух планет может понадобиться до 500 дней.

Отсюда делается следующий вывод — минимальный срок путешествия займет 33 месяца. Но не стоит забывать, что на данном этапе развития технологий астронавты получают серьезный вред здоровью, находясь на МКС по полгода. Так что для операции на Марс потребуется нечто совершенно иного уровня.

Сколько нужно топлива для полета на Марс?

Нужно понимать, что перед расчетами топлива следует максимально точно проложить маршрут космического корабля. Марс все время двигается вокруг Солнца, и инженерам нужно просчитать траекторию полета, место, где будет планета на момент прибытия. На основе этого определяется расстояние, которое пролетит корабль и топливо.

Из-за большого количества нюансов можно лишь приблизительно подсчитать необходимые запасы для двигателя. Инженер Роберт Зубрин пробовал рассчитать разные варианты запуска космического корабля на ядерном реакторе. Проведя исследования он пришел к выводу, что на путь от Земли до Марса потребуется примерно 6 тонн водорода.

Основные опасности путешествия на Марс

Космос является невероятно красивым местом, но при этом он бесконечно опасен для своих исследователей. Пока цивилизация в своей короткой истории освоения космоса научилась защищать астронавтов лишь в условиях относительно непродолжительных миссий, таких как нахождение на Международной космической станции (МКС) или путешествие на Луну, но перед ученными все еще стоят вопросы более сложных и продолжительных полетов.

Например, во время потенциальной миссии на Марс специальная программа НАСА предвидит пять главных опасностей для астронавтов. Эта программа изучает и разрабатывает новейшие способы защиты и оборудование, которое способно обезопасить будущих межпланетных путешественников.

Радиация

Почти все знают, что, подвергшись слишком сильному воздействию радиации, человек может серьезно повредить здоровье, но уровни опасного излучения, которое человек получает на Земле, ничто, если сравнивать с тем, с чем предстоит столкнуться первым путешественникам на Марс.

Космическая радиация – главное препятствие для межпланетных полетов
Космическая радиация – главное препятствие для межпланетных полетов

Космическое излучение гораздо более опасное, чем излучение, испытываемое людьми на Земле. Даже находясь на МКС, человек подвергается излучению в 10 раз более сильному, чем земное, хоть Земля, благодаря своему магнитному полю, и выступает щитом на пути радиации. Что же будет с людьми в открытом космосе — никто не знает.

Изоляция и заключение

Далеко не все опасности вытекают из потаенных уголков космоса. Психика человека — крайне хрупкий механизм. Ученым давно известно, что длительная изоляция приводит к перепадам настроения, нарушениям восприятия окружения, проблемам межличностного взаимодействия, а также может стать следствием серьезных нарушений сна. По оценкам НАСА изменение сознания людей при длительном нахождении в замкнутом помещении неизбежно. Поэтому отбор в подобное путешествие должен быть крайне жестким.

Расстояние от Земли

Если астронавты доберутся до Красной планеты, то они окажутся на самом далеком расстоянии от Земли, чем кто-либо до них. Если Луна находится на расстоянии 380 тысяч км от родной планеты, то Марс — на расстоянии 225 миллионов км. И это означает, что когда первые колонизаторы ступят на пески далекой нового мира — они должны будут быть максимально самодостаточными, потому что быстрой доставки с Земли им не стоит ожидать. Любой сигнал будет идти около 20 минут. Ученые до сих пор бьются над вопросами, касаемые груза, который будет необходим первым людям в таком путешествии.

Будущие колонии на Марсе
Будущие колонии на Марсе

Гравитационные поля

На пути к Марсу колонизаторам придется столкнуться с тремя разными гравитационным полями: Земляная гравитация, отсутствие почти какого-либо притяжения в открытом космосе и Марс. Ученые до сих пор изучают влияние подобных перепадов на здоровье людей.

Источник: kipmu.ru


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.